リチウムイオン電池の間欠塗工技術とスラリー分散・混錬・調送液の製造技術【アーカイブ配信】

～LiB電極製造における塗工・乾燥・混錬・スラリー分散技術やドライ電極コーティング～

１．リチウムイオン電池塗工の概要
　1-1.フィルムが利用されている製品は？
　1-2.フィルム部材の役割り
　1-3.性能の変遷(半導体)
　1-4.性能の変遷(リチウムイオン二次電池)
　1-5.リチウムイオン二次電池の構成
　1-6.正負電極の塗工方法(間欠塗工)
　1-7.間欠塗工の動画
　1-8.リチウムイオン電極の塗工ライン(A)
　1-9.リチウムイオン電極の塗工ライン(B)
　1-10.リチウムイオン電極の塗工ライン(C)

２．特許に学ぶ間欠塗工の変遷
　2-1.初期の電極製造(直交貼り合わせ方式)
　2-2.初期の電極製造(マスキング)
　2-3.初期の間欠塗工(開閉ブレード)
　2-4.コンマロール着脱方式
　2-5.コンマロール断続回転方式
　2-6.スロット間欠方式(流量・ギャップ可変)
　2-7.スロット沈降対策
　2-8.スロット端部厚み調整
　2-9.コッタによるギャップ調整
　2-10.塗り切り厚み調整(ギャップ法)
　2-11.厚塗り対策エア噴射
　2-12.マニホールド・リターン
　2-13.ポンプ・バルブ法
　2-14.ピストン開閉法
　2-15.回収バルブ遅延方式
　2-16.開閉バルブ圧力制御方式
　2-17.バルブ弁・ギャップのハイブリッド方式

３．スロット塗工方式の概説
　3-1.塗工方式に分類（ダイ方式は3種類のみ）
　3-2.実験サンプルとRollToRoll生産の違い
　3-3.塗工液濃度の決め方と適した塗布方法
　3-4.RollToRollのスロット塗工設備
　3-5.ダイヘッドの向きは？
　3-6.薄く塗る時、厚く塗る時
　3-7.流れイメージに役立つCouette-Poiseuille流
　3-8.Poiseuille流
　3-9.Couette流とPoiseuille流のバランス
　3-10.スロットダイのCouette-Poiseuille流
　3-11.ビード内の剪断速度
　3-12.剪断速度のオーダー
　3-13.背面減圧しない操作方法
　3-14.塗付けの流動
　3-15.マニホールド構造
　3-16.ダイ内の流れ
　3-17.円管・マニホールド・スロットの流動
　3-18.マニホールド断面形状と幅流量分布
　3-19.テーパー・スロットによる幅分布補償
　3-20.幅分布を均一化するために
　3-21.シムとエッジの厚塗り
　3-22.超硬スロットダイ(M)
　3-23.テンションド・ウェブ方式
　3-24.テンションと流体圧のバランス
　3-25.ギャップの見積もり
　3-26.CoatingWindow
　3-27.スロット渦
　3-28.リップ形状
　3-29.リップ形状と塗布性

４．コンマ塗工方式の概説
　4-1.ブレード塗工
　4-2.コンマロールたわみ
　4-3.コンマロール保温
　4-4.給液方法
　4-5.接合通過
　4-6.ストライプ塗工
　4-7.液ダム内の流動
　4-8.バックプレート
　4-9.ダム液面と底面
　4-10.液ダムの液漏れ防止フィルム

５．乾燥のツボ…設備・乾燥時間・膜質再現の考え方
　5-1.乾燥現象の支配因子
　5-2.乾燥方式と乾燥能力
　5-3.乾燥効率の支配因子(噴流)
　5-4.多孔板と二次元ノズル(軸対象とスリット)
　5-5.溶媒の寄与(水と他の溶媒の比較)
　5-6.塗膜の表面温度は湿球温度(空気線図)
　5-7.各溶媒の空気線図
　5-8.他の溶媒との違い～飽和蒸気圧と温度
　5-9.乾燥に関わる物性値
　5-10.定率期間と減率期間
　5-11.減率乾燥速度
　5-12.簡易計算法(乾燥係数N＝1/2～2/3)
　5-13.膜内の溶媒移動
　5-14.乾燥計算の練習
　5-15.減率乾燥を実測で見積もる方法
　5-16.減率乾燥を実測で見積もる手順
　5-17.2成分系の減率乾燥(MEK+トルエン)
　5-18.2成分系の乾燥挙動
　5-19.2成分系で乾燥速度を概算したい場合
　5-20.調湿時の含水率履歴
　5-21.凝集系の乾燥
　5-22.乾燥過程の粘弾性変化
　5-23.赤外線の分類
　5-24.LIB生産効率の課題
　5-25.熱風との比較
　5-26.赤外線乾燥RollToRoll工程への適用例
　5-27.近赤外線波長制御ヒータ（NIR型）
　5-28.波長制御乾燥炉
　5-29.近赤外線乾燥の水の低温乾燥
　5-30.赤外線乾燥炉の特許事例

６．RollToRoll製造のオンライン厚み評価(坪量法)
　6-1.坪量によるフィルム厚み計測の変遷
　6-2.坪量による厚さ計の測定原理
　6-3.基材フィルムの厚み計測
　6-4.塗工膜の厚み計測

７．スラリーの分散・混錬・調送液
　7-1.原材料を膜にするプロセス
　7-2.スラリーの分散度
　7-3.カーボン・ブラックの分散は一次粒子に留める
　7-4.スラリー内の素材がレオロジーに及ぼす影響
　7-5.分散度とレオロジー(静電反発・バインダーによる分散)
　7-6.水系ではイオンが静電反発を阻害し構造粘性化
　7-7.レオロジーのヒステリシスと経時増粘
　7-8.混合・分散設備
　7-9.攪拌方式と混合度
　7-10.タンク形状・サイズと混合度
　7-11.混錬方法(ニーダーとプラネタリーミキサー)
　7-12.混錬(バッチ/連続)とパドル形状
　7-13.混錬パドルのWD形状
　7-14.二軸連続式混錬機
　7-15.二軸連続式混錬機(負極)
　7-16.二軸連続式混錬機(正極)
　7-17.混錬時の希釈と分散
　7-18.希釈法から予備混合＆高剪断分散へ
　7-19.ビーズミル(マイルド分散化)
　7-20.目標粒子サイズと循環方式
　7-21.ビーズのサイズ選定
　7-22.RollToRoll工程とのマッチング
　7-23.BatchTankとMixTankのタスク
　7-24.継ぎ足しと液年齢
　7-25.平均ポット経時
　7-26.ポンプの種類と特徴
　7-27.異物が多い時のフィルター並列化
　7-28.ゲル状異物のろ過
　7-29.フィルター構造と濾圧
　7-30.ポンプ負荷は主にスロット
　7-31.脱泡(壁面添加)
　7-32.脱泡(真空度)
　7-33.脱泡(遠心＆減圧)
　7-34.脱泡(スクレバー＆減圧)
　7-35.脱泡(放射ノズル＆減圧))

８．ドライ方式
　8-1.ドライ電極コーティング： EVへの展開
　8-2.各社の動向
　8-3.「ドライ電極」最新の開発
　8-4.ドライ成膜の混合強度と導電助剤被覆率
　8-5.テスラの電池用ドライ電極は何が凄いのか？
　8-6.テスラのリチウムイオン電池「4680」開発・製造動向
　8-7.Maxwell Technologiesの「ドライ電極の製造システム及び製造方法」 特許
　8-8.Maxwell Technologiesのホワイトペーパー
　8-9.圧延ロール鍍金剥がれDry Cathode Finally Solved! /Tesla Q2 Battery Report
　8-10.4680技術のアップデート；Tesla 4680 Update / This Changes EVERYTHING 
　8-11.ドライ方式特許/Dry Electrode Lithium Doping Process / (2023/05/24)
　8-12.リン酸鉄系正極材料とニッケル酸化物系正極材料を含む混合正極 WO-A1-2024/229047 
　8-13.LGのドライ技術/WO-A1-2024/144216; LG's GAME CHANGING
　8-14.スプレー方式；” Can Dry Battery Electrodes Really Work?” (2020/12/08)
　8-15.PTFE樹脂配合の取り組み